一種負電壓生成電路制造技術

本發明專利技術公開了一種負電壓生成電路，用于射頻天線開關，包括：檢測模塊，對射頻天線開關邏輯信號進行檢測，識別邏輯信號中的使能信號；控制模塊，根據射頻天線開關邏輯信號的使能信號生成振蕩器控制信號；振蕩器，在振蕩器控制信號的控制下工作在正常功耗模式或節能功耗模式，生成時鐘信號，其中，在使能信號有效時振蕩器工作在正常功耗模式，在使能信號失效時振蕩器工作在節能功耗模式；電荷泵，響應于時鐘信號將外部直流電壓源轉換為負電壓。本申請可以降低負壓生成電路中振蕩器產生的功耗，并且負電壓生成電路輸出電壓穩定，具有更好的瞬態響應。

【技術實現步驟摘要】
一種負電壓生成電路
本專利技術涉及移動通信
，具體地說，涉及一種用于射頻天線開關的負電壓生成電路。
技術介紹
在新興通信技術的不斷推動之下，3G、4G通技術已經成為了通信技術的主流。在新的移動通信設備中，需要支持更多的模式和更多頻段，所以需要更復雜的射頻系統。在復雜的射頻通信系統中，需要用到2級或多級射頻天線開關，開關需要支持高達16個頻段，即開關需要16個射頻通路，這意味著更大的芯片面積和更高的設計難度。在此種條件下，射頻天線開關的性能在射頻系統中影響更加明顯。特別是在高發送功率下，射頻天線開關的低插入損耗在射頻系統中節省的功耗是十分可觀的。圖1為現有的射頻天線開關中射頻通路的示意圖。當射頻天線開關導通時，MOS管柵極G端接高壓，溝道B端接地。當射頻天線開關關閉時，也就是處于隔離狀態時，MOS管柵極G端接地，溝道B端接高電壓。由于B端電位是不斷變化的，為了避免不同通路的B端不同電壓的相互影響，每一路天線開關都要加入隔直電容C301，C302。如果是單刀16擲開關，那么需要的隔直電容面積是非常大的，每一通路的面積加大，同時也會導致插入損耗加大。為了克服上述問題，通常射頻天線開關加入負壓電路來為溝道B端提供負電壓。圖2為加入負電壓的射頻天線開關中射頻通路的示意圖。當射頻天線開關導通時，MOS管柵極G端接高壓，溝道B端接地。當射頻天線開關關閉時，也就是處于隔離狀態時，MOS管柵極G端接負壓，溝道B端接地。由于B端電位是一直不變的，所以每一路天線開關不需要要加入隔直電容。然而，在天線開關中加入負壓電路后，需要設置很多電平轉換電路進行邏輯信號處理，在輸入邏輯信號翻轉時電平轉換電路耗電很大，造成射頻天線開關整體功耗較大。因此，亟需一種降低射頻天線開關功耗的負電壓生成電路。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題之一是克服現有技術中具有負電壓生成電路的射頻天線開關的功耗較大的不足。為此，本專利技術提供了一種負電壓生成電路，用于射頻天線開關，包括：檢測模塊，對射頻天線開關邏輯信號進行檢測，識別邏輯信號中的使能信號；控制模塊，根據射頻天線開關邏輯信號的使能信號生成振蕩器控制信號；振蕩器，在振蕩器控制信號的控制下工作在正常功耗模式或節能功耗模式來生成時鐘信號，其中，在使能信號有效時振蕩器工作在正常功耗模式，在使能信號失效時振蕩器工作在節能功耗模式；電荷泵，響應于時鐘信號將外部直流電壓源轉換為負電壓。在一個實施例中，還包括：穩壓模塊，通過比較電荷泵輸出負電壓的分壓電壓和基準電壓來檢測輸出負電壓的變化，并基于輸出負電壓的變化控制電荷泵的輸出電流，進而保持電荷泵穩定輸出負電壓。在一個實施例中，所述穩壓模塊包括：采樣電路，其包括依次串接在電荷泵的負壓輸出端和參考電壓之間的限流電阻、反饋電阻和至少一個采樣電阻單元；比較器，其同向輸入端連接基準電壓，其輸出端通過所述反饋電阻連接至反向輸入端。在一個實施例中，所述采樣電阻單元包括：采樣電阻；開關元件，其控制端接收開關控制信號，其輸入端、輸出端與所述采樣電阻的兩端連接，其中，所述開關元件在開關控制信號的控制下導通或者關斷，以調節采樣電路中電阻的阻抗。在一個實施例中，所述振蕩器控制信號包括電流控制信號和/或頻率控制信號；在正常功耗模式下，振蕩器根據電流控制信號設定正常工作電流，以及/或者根據頻率控制信號設定正常工作頻率，并依照正常工作電流和正常工作頻率輸出時鐘信號；在節能功耗模式下，振蕩器根據電流控制信號設定節能工作電流，以及/或者根據頻率控制信號設定節能工作頻率；其中，正常工作電流大于節能工作電流，且正常工作頻率高于節能工作頻率。在一個實施例中，在射頻天線開關邏輯信號為多路并行信號時，所述檢測模塊對各路邏輯信號進行或操作，由各路邏輯信號的每一高電平信號構成所述邏輯信號中的使能信號。在一個實施例中，在射頻天線開關邏輯信號為符合MIPI協議的串行信號時，所述檢測模塊將邏輯信號在高速數據傳輸模式的部分作為所述邏輯信號中的使能信號。在一個實施例中，所述檢測模塊將取所述邏輯信號的上升沿和下降沿識別為邏輯信號中的使能信號。與現有技術相比，本專利技術的實施例控制振蕩器工作在正常功耗模式或者節能功耗模式，在節能功耗模式下振蕩器的工作電流和工作頻率較低，從而降低負壓生成電路中振蕩器產生的功耗。此外，通過控制負壓生成電路的輸出電流來控制負壓生成電路輸出的負電壓，使得負壓電路輸出電壓穩定，具有更好的瞬態響應。附圖說明附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本專利技術的實施例共同用于解釋本專利技術，并不構成對本專利技術的限制。在附圖中：圖1是現有的射頻天線開關中射頻通路的示意圖；圖2是加入負電壓的射頻天線開關中射頻通路的示意圖；圖3是本專利技術實施例的具有負電壓生成電路的射頻天線開關的結構示意圖；圖4是根據本專利技術實施例的負電壓生成電路的結構示意圖；圖5是電荷泵的原理性示意圖；圖6是現有的電荷泵的控制調節電路的部分電路圖；圖7是本專利技術實施例的電荷泵的控制調節電路的部分電路圖；圖8a是現有的負電壓生成電路加入負載時的瞬態響應曲線；圖8b是本專利技術實施例的負電壓生成電路加入負載時的瞬態響應曲線；圖9是本專利技術實施例的控制環路振蕩器的工作電流的示意圖；圖10是本專利技術實施例的控制環路振蕩器的工作頻率的示意圖；圖11是本專利技術實施例的并行邏輯信號與使能信號、控制信號的時序關系圖；圖12是本專利技術實施例的串行邏輯信號與使能信號、控制信號的時序關系圖；圖13是本專利技術實施例的邏輯信號上升沿和下降沿與使能信號、控制信號的時序關系圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，以下結合附圖對本專利技術作進一步地詳細說明。本專利技術的實施例提供一種全集成的利用正負電源供電的射頻天線開關，并基于邏輯輸入信號動態調節振蕩器的工作電流和工作電壓，從而降低負壓生成電路中振蕩器產生的功耗。此外，通過控制負壓生成電路的輸出電流來控制負壓生成電路輸出的負電壓，使得負壓電路輸出電壓穩定，具有更好的瞬態響應。圖3是本專利技術實施例的具有負壓生成電路的射頻天線開關的結構示意圖。低壓差穩壓器為電平轉換模塊提供穩定的正電位電源，負電壓生成電路將正電位的電壓轉換為負電位的電壓，提供至電平轉換模塊。譯碼器將邏輯輸入信號轉換為符合接口協議的串行或者并行邏輯選擇信號，用來選擇不同的射頻通路。具體來說，電平轉換模塊將邏輯選擇信號轉換為多級電平信號，由開關模塊根據這些多級電平信號選擇導通不同的射頻通路，將輸入的射頻信號經由選擇的射頻通路輸出。然而，在圖3的電平轉換模塊中需要數量龐大的電平轉換電路，在輸入邏輯信號翻轉時電平轉換電路耗電很大，所以對負壓電路的輸出電流能力和瞬態響應有很高的要求，同時功耗問題也是需要控制的。因此，需要保證負壓生成電路在加入負載時保持穩定的輸出電壓，同時還要達到盡量小的功耗。圖4是本專利技術實施例提供的負壓生成電路的結構示意圖。該電路主要包括檢測模塊410、控制模塊420、振蕩器430和電荷泵440。檢測模塊410對射頻天線開關邏輯信號進行檢測，識別邏輯信號中的使能信號。控制模塊420與檢測模塊410連接，根據射頻天線開關邏輯信號的使能信號生成振蕩器控制信號。振蕩器430與控制模塊420連接，在振蕩器控制信號的控制下工作在正常功耗模式或節能功耗模式，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種負電壓生成電路，用于射頻天線開關，其特征在于，包括：檢測模塊，對射頻天線開關邏輯信號進行檢測，識別邏輯信號中的使能信號；控制模塊，根據射頻天線開關邏輯信號的使能信號生成振蕩器控制信號；振蕩器，在振蕩器控制信號的控制下工作在正常功耗模式或節能功耗模式來生成時鐘信號，其中，在使能信號有效時振蕩器工作在正常功耗模式，在使能信號失效時振蕩器工作在節能功耗模式；電荷泵，響應于時鐘信號將外部直流電壓源轉換為負電壓。

【技術特征摘要】
1.一種負電壓生成電路，用于射頻天線開關，其特征在于，包括：檢測模塊，對射頻天線開關邏輯信號進行檢測，識別邏輯信號中的使能信號；控制模塊，根據射頻天線開關邏輯信號的使能信號生成振蕩器控制信號；振蕩器，在振蕩器控制信號的控制下工作在正常功耗模式或節能功耗模式來生成時鐘信號，其中，在使能信號有效時振蕩器工作在正常功耗模式，在使能信號失效時振蕩器工作在節能功耗模式；電荷泵，響應于時鐘信號將外部直流電壓源轉換為負電壓，其中，所述振蕩器控制信號包括電流控制信號和/或頻率控制信號；在正常功耗模式下，振蕩器根據電流控制信號設定正常工作電流，以及/或者根據頻率控制信號設定正常工作頻率，并依照正常工作電流和正常工作頻率輸出時鐘信號；在節能功耗模式下，振蕩器根據電流控制信號設定節能工作電流，以及/或者根據頻率控制信號設定節能工作頻率；其中，正常工作電流大于節能工作電流，且正常工作頻率高于節能工作頻率。2.根據權利要求1所述的負電壓生成電路，其特征在于，還包括：穩壓模塊，通過比較電荷泵輸出負電壓的分壓電壓和基準電壓來檢測輸出負電壓的變化，并基于輸出負電壓的變化控制電荷泵的輸出電流，進而保持電荷泵穩定輸出負電壓。3.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張苗，孫江濤，鄭金汪，
申請(專利權)人：銳迪科創微電子北京有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11